国产GPU全面开花！服务器GPU、全功能GPU、高性能GPGPU…加速追赶国际巨头

电子发烧友网报道（文/黄晶晶）最近，国产GPU市场的火爆引起广泛关注，几家国产GPU厂商相继发布产品进展的好消息，也有GPU厂商陆续获得大笔融资，这说明国产GPU不仅受到了资本的大力支持，也切实在产品上取得了一定的突破。
 

GPU市场规模

根据Verified Market Research的数据，2020年全球GPU市场价值为254.1亿美元，2027年有望达到1853.1亿美元，年平均增速高达32.82%。
 
市场研究机构Jon Peddie Research数据显示，2021年一季度，在全球PC端GPU市场中，英特尔以68%的市场份额位居榜首，AMD和英伟达分别以17%和15%的市场份额名列第二和第三；在PC端独立GPU领域中，英伟达占据81%的市场份额拥有领先优势，AMD以19%的市场份额排名第二。
 
根据东吴证券的预估，2020年中国大陆的独立GPU市场规模为47.39亿美元，预计2027年中国大陆GPU市场规模将超过345.57亿美元。随着政策端对信息关键基础设施自主可控的重视，国产替代浪潮来临，国内独立GPU产商的广阔市场空间已被打开。
 

国产GPU最新进展

 
进入10月份以来，多家国产GPU厂商发布了产品的研发和商用情况。
 
2021年10月上旬，壁仞科技首款通用GPU芯片BR100正式交付台积电生产，预计明年面向市场发布。这款芯片主要聚焦人工智能（AI）训练和推理、通用运算等众多计算应用场景，可广泛应用于包括智慧城市、公有云、大数据分析、自动驾驶、医疗健康、生命科学、云游戏等领域。壁仞科技成立两年，累计融资50亿元。


 
10月29日，天数智芯宣布公司全自研、国内首款云端7纳米GPGPU产品卡——“天垓100”已正式进入量产环节。这颗芯片主要应用于数据中心和服务器等领域。在2021年3月，天数知芯还公布公司获C轮12亿元融资。
 
11月，景嘉微宣布JM9系列已经完成流片、封装、初步测试工作。根据测试结果，这款芯片可以满足地理信息系统、媒体处理、CAD 辅助设计、游戏、虚拟化等高性能显示需求和人工智能计算需求。
 
同期，登临科技的Goldwasser系列产品商业化落地，已经应用于互联网、智慧安防等领域。此外，登临科技在11月获得新一轮融资，由高通创投及数家行业顶级企业联合战略投资。2020年6月Goldwasser系列产品在台积电12nm工艺上Full Mask流片成功。
 
还有，芯动科技表示首款国产高性能服务器级GPU“风华1号”测试成功，搭载全球顶尖的GDDR6X和chiplet技术，应用于5G数据中心、云游戏、元宇宙等领域。
 
另一大动作是摩尔线程推出首款国产全功能GPU，内置自主研发的3D图形计算核芯、AI训练与推理计算核芯、高性能并行计算核芯、超高清视频编解码计算等核芯。摩尔线程的融资也备受关注 ，公司在一年内完成了三轮融资，累计超30亿元。
 
无论是壁仞、天数智芯还是登临科技、摩尔线程等GPU创业公司，资本对其都是大手笔投资。究其原因，离不开GPU人才少、技术难度高、生态建设匮乏等因素，同时在被巨头垄断的市场，国产GPU迫切需要取得突破。接下来，我们具体看看在GPU领域的两个新品进展。
 

景嘉微JM9系列

 
景嘉微的图形处理芯片在通用市场得到了广泛应用，2021年上半年，公司芯片领域产品实现收入2.14亿元，较同期增长1354.57%。
 
日前，景嘉微表示，JM9系列图形处理芯片已完成测试工作，主要性能指标均达到公司设计要求，应用领域将涵盖地理信息系统、媒体处理、CAD辅助设计、游戏、虚拟化等高性能显示和人工智能计算领域。
 
据了解，景嘉微下一代GPU芯片JM9系列性能希望能达到2017年底2018年初的水平。
 
不过，JM9系列分为两款产品，其中JM9231性能可达2016年中低端产品水平，也就是对标英伟达2016年推出的GTX 1080。
 
JM9231主要针对国产化办公电脑，便携式计算机、中低端游戏机和高端嵌入式系统等消费电子领域，对图形生成和显示能力进行了优化和进一步提高，进一步满足了图形显示市场需求。
 
GeForce GTX 1080是英伟达在2016年推出一款旗舰显卡。采用帕斯卡（Pascal）、16nm FinFET制程，拥有2560个CUDA处理器，核心频率1607MHz，单精度浮点运算能力9Teraflops，8GBGDDR5X显存，显卡位宽为256bit，带宽320GB/s，TDP180w。
 
JM9271核心频率不低于1.8GHz，支持PCIe 4.0*16，搭配16GB HBM显存，带宽512GB/s，浮点性能可达8TFLPS。


 
在JM9 系列芯片性能方面，景嘉微表示，第一，JM9系列芯片功耗低，JM9 系列芯片在保障功能的前提下功耗小于30W，远低于同类型产品，不仅降低能耗，也降低了外围产品成本，有助于实现绿色发展。


第二，提升了通用计算水平与图形渲染水平，由支持OpenGL扩展到支持OpenGL、OpenCL、Vulkan、OpenGLES，像素填充率大幅提升。
 
第三，兼容性大幅提升，支持多格式的视频编解码和多类型的场景应用，满足相关行业客户的应用需求。第四，支持多平台应用，支持 X86、ARM、MIPS 处理器和 Linux、中标麒麟、银河麒麟、统信软件等操作系统。
 

芯动“风华一号”服务器GPU

 
最近，芯动科技也发布了中国首款高性能服务器GPU，即“风华一号”。据介绍，“风华一号”GPU是业界首款采用全球顶尖的GDDR6X高带宽显存技术和Innolink chiplet等前沿技术的渲染GPU，搭载中国专利的物理不可克隆加密PUF技术、PCIe 4.0、HDMI2.1、DP/eDP 1.4等自研先进技术。
 
从参数看来，“风华一号”采用12nm工艺制程，宣染能力达160GPixel/s，单精度浮点性能5TFLOPS，支持视频编解码，PCIe 4.0*16接口，内存容量高达16GB，支持GDDR6/GDDR6X，最大速率19Gbps。平台支持X86，ARM，龙芯等不同指令集处理器，支持Linux,安卓，麒麟，统信UOS等操作系统，支持鲲鹏/安培等服务器平台。支持OpenGL/OpenGLES/OpenCL/Vulkan/DX等主流图形框架；支持VR/AR/AI；流畅支持多路云游戏、云手机、云办公、云桌面等数据中心级别的多用户应用场景。

“风华一号”是国内首款同时适配4K高清桌面和高性能服务器级GPU。据悉，该GPU将落地于服务器项目。
 
小结：
 
以上这两款都是图形处理器，也都对标英伟达之前发布的不同GPU产品。虽与最先进的产品有差异，但自身的进步也是明显的。另一类通用GPU厂商则面向于高性能计算，提供更先进工艺、更高算力的GPGPU。GPU的玩家既有一直从事GPU研发的厂商，也有初创企业，还有CPU厂商，例如兆芯、龙芯中科等等。
 
在生态上，我们看到国产GPU在适配国产CPU、操作系统方面做了不少工作，而面向国内的信创市场、日益增长的服务器市场，以及在国产替代的大背景下，国产GPU将有巨大的发展空间。